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鼓风炉熔炼高铅渣的计算机模拟

作　者: 彭楚峰
导　师: 何蔼平
学　校: 昆明理工大学
专　业: 冶金物理化学
关键词: 鼓风炉铅冶炼高铅渣计算机模拟
分类号: TF355
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 144次
引　用: 4次
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内容摘要

传统的烧结鼓风炉炼铅流程中存在着能耗高、返料量大、SO₂浓度较低，不利于制酸、环境污染严重、脱硫不彻底等问题，而这些问题主要是在烧结过程中出现或存在的，因此人们在对传统流程进行改进的同时又研究了许多新的直接炼铅方法，以期消除这些问题。其中有许多方法是将传统烧结改为高氧位条件下的强氧化过程，尽量脱硫同时生成高铅渣，再在强还原气氛中还原高铅渣得到粗铅的工艺流程。因此，高铅渣的还原熔炼是一个涉及比较广泛的问题。已经有许多的研究和实验，但鼓风炉熔炼高铅渣的计算机模型国内外却很少或没有人对此进行过尝试。本文针对云南冶金集团总公司引进Ausmelt公司氧气顶吹熔炼炉进行氧化脱硫生产高铅渣，然后采用鼓风炉还原熔炼高铅渣这一新的工艺流程进行了一些研究和分析，通过比较Ausmelt炼铅法和传统法的熔炼过程，可见Ausmelt炼铅法中氧化熔炼设备简单、密封性好、易于操作、脱硫率高、SO₂浓度高，利于制酸、能耗低，及鼓风炉还原熔炼技术成熟、工艺可靠、熔炼指标较好、易于实现自控等优点，证明了这一流程的可行性；同时还通过比较高铅渣块和烧结块的性质，说明了高铅渣块对鼓风炉还原熔炼的适应性。在此基础上，重点讨论了鼓风炉还原熔炼高铅渣的过程。通过对此过程基于物料平衡和热平衡基础上进行的热力学分析，提出了鼓风炉对高铅渣的还原熔炼模型；利用编制的计算程序，对所建立的还原熔炼模型进行了计算机模拟。上述工作表明，本文所建立的鼓风炉还原熔炼模型能够较好的描述鼓风炉熔炼高铅渣的过程。运用所建立的鼓风炉还原熔炼模型，可以计算当改变控制参数时，产物各相组成；以及在高铅渣成分变动时产物各相组成，从而可对鼓风炉熔炼高铅渣提供一些有益的参考和预测作用。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-24
  1.1 铅的资源、消费、用途及展望  8-11
    1.1.1 铅资源现状  8
    1.1.2 我国铅资源状况  8-9
    1.1.3 铅的消费趋势及前景  9-11
  1.2 铅的生产概况及我国铅工业现状  11-14
    1.2.1 铅的生产概况  11-12
      1.2.1.1 氧化还原熔炼法  11
      1.2.1.2 反应熔炼法  11-12
      1.2.1.3 沉淀熔炼法  12
      1.2.1.4 加碱熔炼法  12
    1.2.2 我国铅工业现状  12-14
  1.3 铅冶金发展趋势  14-20
    1.3.1 传统的炼铅方法  14
    1.3.2 传统流程存在的问题  14-15
    1.3.3 炼铅新技术  15-20
      1.3.3.1 对传统烧结-鼓风炉流程的改进  15
      1.3.3.2 直接炼铅新工艺  15-20
      1.3.3.3 湿法冶金流程的研究  20
  1.4 计算机模型的理论基础  20-22
    1.4.1 经验模型研究  21
    1.4.2 理论模型研究  21-22
  1.5 课题的提出、内容及研究意义  22-24
第二章文献综述  24-43
  2.1 富氧顶吹熔池熔炼法概述  24-27
    2.1.1 富氧顶吹熔池熔炼法简介  24-25
    2.1.2 熔炼炉结构  25
    2.1.3 喷枪  25-26
    2.1.4 熔池熔炼法的应用  26-27
  2.2 传统法和ISA法脱硫氧化段的比较  27-29
  2.3 传统法和ISA法还原段的比较  29
  2.4 熔炼新工艺的提出  29-33
    2.4.1 艾萨氧化炉脱硫探讨  31-32
    2.4.2 鼓风炉处理高铅渣的可行性探讨  32-33
  2.5 鼓风炉熔炼  33-42
    2.5.1 鼓风炉构造  33-34
    2.5.2 鼓风炉熔炼高铅渣工艺流程  34-35
    2.5.3 鼓风炉技术操作及参数分析  35-42
      2.5.3.1 输入变量特性分析  36-38
      2.5.3.2 输出变量特性分析  38-42
  2.6 本章小结  42-43
第三章鼓风炉熔炼原理及模型建立  43-61
  3.1 鼓风炉熔炼原理  43-44
  3.2 鼓风炉熔炼动力学分析  44-45
  3.3 鼓风炉熔炼过程的热力学分析  45-47
    3.3.1 过程体系的自由度  45-46
    3.3.2 鼓风炉工作状况  46-47
  3.4 熔炼时各组分的行为  47-49
    3.4.1 铅的化合物  48
    3.4.2 铁的化合物  48
    3.4.3 锌的化合物  48
    3.4.4 铜的化合物  48
    3.4.5 砷、锑、锡、镉、铋的化合物  48-49
    3.4.6 金银  49
    3.4.7 脉石成分  49
  3.5 鼓风炉热力学模型的建立  49-58
    3.5.1 物料平衡  49-52
    3.5.2 热平衡  52-55
    3.5.3 模型的建立  55-58
  3.6 本章小结  58-61
第四章结果及讨论  61-72
  4.1 模拟过程  61-64
    4.1.1 计算采用工具  61-62
    4.1.2 所作工作  62-64
  4.2 结果及讨论  64-71
    4.2.1 控制参数对熔炼过程的影响  65-68
      4.2.1.1 还原气氛的影响  65-66
      4.2.1.2 空气过剩系数的影响  66
      4.2.1.3 还原气氛和空气过剩系数的共同影响  66-67
      4.2.1.4 铅直收率的影响  67-68
    4.2.2 鼓风温度对熔炼过程的影响  68-69
    4.2.3 高铅渣成分变化对熔炼过程的影响  69-71
  4.3 存在的问题及今后工作的方向  71-72
第五章结论  72-74
参考文献  74-78
致谢  78-79
附录  79

鼓风炉熔炼高铅渣的计算机模拟

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